Ученые исследовали все возможные комбинации материалов для литий-ионных батарей

Москва, 14:16, 30 Июл 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Литиево-ионные аккумуляторы являются популярными источниками питания для сотовых телефонов и другой электроники, но проблематичны при экстремальной жаре или холоде. Лаборатория университета Райса предложила пути расширения температурного диапазона.

Исследователи опубликовали анализ недавнего прогресса в технологии литий-ионных технологий. Обзор появится на этой неделе в Nature Energy.

Негативные новости о литий-ионных батареях в последние годы вращались вокруг возгорания мобильных телефонов. Но ученых больше интересуют проблемы срока службы и скорость зарядки батареи.

Команда исследователей наблюдала, как батареи работают при температурах от минус 60 до плюс 150 градусов по Цельсию, зная, что современные батареи предназначены для работы вблизи комнатной температуры и в узком температурном диапазоне. В самом сложном случае литий-ионные батареи используются в электромобилях от горячей пустыни до снежных вершин.

Электрохимические батареи имеют три основных компонента: отрицательный анод, положительный катод и проводящий электролит, который позволяет электронам перемещаться с одной стороны на другую, одновременно заряжая их или разряжая.

Команда Университета Райса построила обширную карту как стандартных, так и перспективных новых материалов для коммерческих батарей и подробно описала их типичные плотности энергии и диапазоны температур для каждого компонента.

По словам исследователей, производительность в современных литиево-ионных батареях требует компромисса. Например, электролиты на водной основе, такие как свинцово-кислотный и никель-металлгидридный, работают только между минус 50 и плюс 50 ° С, в то время как солевые батареи работают только при температурах выше 90 ° С. Батареи с тионилхлоридом лития работают от минус 60 до 150 ° С, но с пиком от 20 до 55 ° С.

«Построение идеальной или близкой к идеальной системы требует глубокого понимания тонких механизмов и замены каждого делинквентного компонента подходящей альтернативой», — сказал профессор Аджаян. «Тривиальный компонент при окружающих условиях может изменить всю электрохимию при воздействии высоких температур».